SpaceWire

Технические характеристики разъема SpaceWire
Тип	Разъем для передачи данных
История производства
Дизайнер	Европейское космическое агентство
Общие характеристики
Горячее подключение	Да
Внешний	Да
Звуковой сигнал	Нет
Видеосигнал	Нет
Булавки	9
Разъем	Микро-Д
Данные
Сигнал данных	Да
Битрейт	2,0–400 Мбит/с
Протокол	Серийный
Распиновка
Приколоть	Имя
Контакт 1	DIN+
Контакт 2	ГРЕХ+
Контакт 3	Внутренний щит
Контакт 4	СОЛЬ-
Контакт 5	СОМНЕВАТЬСЯ-
Контакт 6	DIN
Контакт 7	ГРЕХ-
Контакт 8	СОЛЬ+
Контакт 9	СОМНЕНИЕ+

Технические характеристики SpaceWire
Создано	Европейское космическое агентство
Скорость	2,0–400 Мбит/с
Стиль	Серийный
Интерфейс горячего подключения	Да
Внешний интерфейс	Да
Веб-сайт	космический провод .что .int /РГ /SpaceWire /

SpaceWire — это космических аппаратов сеть связи , частично основанная на IEEE 1355 стандарте связи . Его координирует Европейское космическое агентство (ЕКА) в сотрудничестве с международными космическими агентствами, включая НАСА , JAXA и RKA .

В сети SpaceWire узлы соединяются посредством недорогих задержкой маршрутизаторов маршрутизации с использованием полнодуплексных последовательных каналов связи с малой и с коммутацией пакетов червоточин .

Архитектура

Физический уровень

Форматы модуляции и данных SpaceWire обычно соответствуют строб-кодированию данных - дифференциальная оконечная сигнализация (DS-DE), часть стандарта IEEE Std 1355-1995. SpaceWire использует асинхронную связь и обеспечивает скорость от 2 до 200 Мбит/с с начальной скоростью передачи сигналов 10 Мбит/с. ^{[ 1 ]} DS-DE пользуется большим спросом, поскольку описывает модуляцию, битовые форматы, маршрутизацию, управление потоком и обнаружение ошибок в аппаратном обеспечении, практически не нуждаясь в программном обеспечении. SpaceWire также имеет очень низкий уровень ошибок, детерминированное поведение системы и относительно простую цифровую электронику. SpaceWire заменил старые дифференциальные драйверы PECL на физическом уровне IEEE 1355 DS-DE на низковольтную дифференциальную сигнализацию (LVDS). SpaceWire также предлагает использовать 9-контактные разъемы, соответствующие требованиям космического пространства.

SpaceWire и IEEE 1355 DS-DE обеспечивают более широкий набор скоростей передачи данных, а также некоторые новые функции автоматического переключения при сбое . Функции аварийного переключения позволяют данным находить альтернативные маршруты, поэтому космический корабль может иметь несколько шин данных и становится отказоустойчивым . SpaceWire также позволяет распространять временные прерывания по каналам SpaceWire, устраняя необходимость в отдельных временных дискретах.

Слой связи

Каждый передаваемый символ начинается с бита четности и бита флага управления данными. Если флаг управления данными равен 0 битам, за ним следует 8-битный символ младшего разряда. В противном случае один из управляющих кодов, включая конец пакета (EOP). ^{[ 2 ]}

Сетевой уровень

Кадры сетевых данных выглядят следующим образом:

Адресный байт	Адресный байт...	Идентификатор протокола	Данные кадра

Для маршрутизации используются один или несколько адресных байтов. Адреса бывают физические (0–31) или логические. Разница в том, что физические адреса удаляются из заголовка кадра во время маршрутизации, которая используется для маршрутизации на основе переходов (на основе пути, указанного в самом кадре). Логические адреса также могут быть удалены, в зависимости от конфигурации маршрутизатора.

Соединение

Аппаратные устройства могут быть подключены либо напрямую, либо через маршрутизатор SpaceWire. В первом случае обычно используются пары устройств, чтобы гарантировать отказоустойчивую работу, которая обеспечивается программным обеспечением.

Маршрутизатор SpaceWire обычно представляет собой устройство типа перекрестного переключателя , работающее в режиме коммутации «червоточина» . Это также может ограничить скорость связи до самой низкой общей скорости. ^{[ 3 ]} Решения о маршрутизации принимаются на основе запрограммированной таблицы маршрутизации и исходного содержимого входящего кадра.

Использование

SpaceWire используется по всему миру. ^{[ 4 ]} Его использование началось в первую очередь в проектах ЕКА , но в настоящее время его используют NASA , JAXA , RKA и многие другие организации и компании. Некоторые проекты НАСА, использующие его, включают космический телескоп Джеймса Уэбба , Свифта телескоп оповещения о всплесках , лунный разведывательный орбитальный аппарат , LCROSS , геостационарный оперативный спутник окружающей среды (GOES-R) и испытательный стенд SCaN, ранее известный как «Связь, навигация и сеть». Реконфигурируемый испытательный стенд (CoNNeCT). Он также был выбран Министерством обороны США в качестве космического корабля оперативного реагирования. Инициативы SpaceWire координируются между несколькими космическими агентствами в рамках Консультативного комитета по системам космических данных (CCSDS) с целью распространения его модели связи на сетевой и транспортный уровни модели OSI .

SpaceWire поддерживает сети и системы с высокой отказоустойчивостью , что является одной из причин его популярности. ^{[ 5 ]}

Протоколы

У ESA имеется проект спецификации для идентификатора протокола.

Следующие идентификаторы протокола были назначены в ECSS-E-ST-50-11:

Идентификатор протокола	Имя	Описание
1	Протокол удаленного доступа к памяти (RMAP)	используется для удаленного доступа/изменения конфигурации реестра устройств
2	Протокол передачи пакетов CCSDS ^{[ 6 ]}	общий протокол, используемый для отправки телекоманд и получения телеметрии
238	Предложение по протоколу надежной доставки данных (RDDP)	используется на GOES-R
239	Универсальный протокол последовательной передачи (STUP)	Используется на ASIC SMCS-332.

Ссылки

^ «Руководство пользователя SpaceWire» (PDF) . Star-dundee.com . Проверено 27 октября 2019 г. глава 3.3.5
^ «Персонажи SpaceWire» . Star-dundee.com . Проверено 28 октября 2018 г.
^ «Радиационно-устойчивый маршрутизатор SpaceWire 10x» (PDF) . Gaisler.com . Проверено 28 октября 2018 г.
^ «Кто использует SpaceWire? — СТАР-Данди» . Star-dundee.com . Проверено 28 октября 2018 г.
^ Доктор Барри М. Кук; Пол Уокер. «Ethernet через SpaceWire — проблемы с программным обеспечением» . 4links.co.uk, стр. 2 ^{[ мертвая ссылка ]}
^ «Протокол передачи космических пакетов» (PDF) . Public.ccsds.org . Проверено 28 октября 2018 г.

Другие источники

Внешние ссылки

IP-ядра SpaceWire:

4Ссылки
СТАР-Данди
Аэрофлекс Гайслер
Astrium SpaceWire RMAP
ЦЭА ИРФУ
CESR CNRS IRAP (лицензия CeCILL-C)
НАСА Годдард - передача технологий
OpenCores.org ( SpaceWire и SpaceWire Light )
Спейсвайр Великобритания
Европейское космическое агентство
PnP-инновации

Статьи:

Статья НАСА о SpaceWire, использованная на космическом телескопе Джеймса Уэбба

[1] «Руководство пользователя SpaceWire» (PDF) . Star-dundee.com . Проверено 27 октября 2019 г. глава 3.3.5

[2] «Персонажи SpaceWire» . Star-dundee.com . Проверено 28 октября 2018 г.

[3] «Радиационно-устойчивый маршрутизатор SpaceWire 10x» (PDF) . Gaisler.com . Проверено 28 октября 2018 г.

[4] «Кто использует SpaceWire? — СТАР-Данди» . Star-dundee.com . Проверено 28 октября 2018 г.

[5] Доктор Барри М. Кук; Пол Уокер. «Ethernet через SpaceWire — проблемы с программным обеспечением» . 4links.co.uk, стр. 2 ^{[ мертвая ссылка ]}

[6] «Протокол передачи космических пакетов» (PDF) . Public.ccsds.org . Проверено 28 октября 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

v т и Космический телескоп Джеймса Уэбба
Хронология JWST
Инструменты и датчики	Датчик точного наведения, формирователь изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевой спектрограф Средний инфракрасный инструмент Камера ближнего инфракрасного диапазона Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона
Элементы	Интегрированный модуль научных инструментов Элемент оптического телескопа (зеркала) Автобус космического корабля Солнцезащитный козырек
Этапы	Запуск и ввод в эксплуатацию (2021-2022 гг.) Рейс Ариан VA256
Изображения	Первое глубокое поле Уэбба (2022)
Открытия	CEERS-93316 (2022 г.) СТЕКЛО-z12 (2022) ДЖЕЙДС-GS-z13-0 (2022) ЛХС 475 б (2023 г.) TECC71 (2023 г.)
Учреждения	НАСА Центр космических полетов Годдарда Научный институт космического телескопа Европейское космическое агентство Канадское космическое агентство
Связанный	SpaceWire ОТЕ Следопыт Джеймс Э. Уэбб (тезка) Список глубоких полей
Категория